DE29808049U1 - Vorrichtung zur wegabhängigen Steuerung der von einem Kolben erzeugten Kraft - Google Patents

Vorrichtung zur wegabhängigen Steuerung der von einem Kolben erzeugten Kraft

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Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum wegabhängigen Steuern der von einem Kolben erzeugten Kraft. Der Kolben läuft in einem ersten Zylinder, wobei der Zylinderraum durch den Kolben in eine erste und eine zweite Kammer unterteilt wird und ein Druckfluid in die erste Kammer geleitet wird.
Derartige Systeme sind allgemein bekannt und entsprechen der normalen Arbeitsweise eines Kolben-Zylinder-Systems.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die von einem Kolben erzeugte Kraft auf möglichst einfache Weise in Abhängigkeit von dem Fahrweg des Kolbens zu steuern.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein zweiter Zylinder vorhanden ist, in dem ein zweiter Kolben läuft und der durch den zweiten Kolben ebenfalls in eine erste
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und eine zweite Kammer unterteilt wird, daß die beiden Kolben gekoppelt sind, so daß der zweite Kolben von dem ersten Kolben mitgeschleppt wird, und daß die zweite Kammer des ersten Zylinders mit der ersten Kammer des zweiten Zylinders verbunden ist.
Bei einer Ausfahrbewegung des ersten Kolbens wird das Fluid aus der zweiten Kammer des ersten Zylinders in die erste Kammer des zweiten Zylinders verschoben. Durch die Koppelung der
&iacgr;&ogr; beiden Kolben bewegen sie sich synchron, so daß bei einer Ausfahrbewegung die Verkleinerung der zweiten Kammer des ersten Zylinders mit einer Vergrößerung der ersten Kammer des zweiten Zylinders einhergeht. Wird nun der Durchmesser des zweiten Zylinders größer gemacht als der des ersten Zylinders, so vergrößert sich bei einer Ausfahrbewegung des ersten Kolbens das Gesamtvolumen der zweiten Kammer des ersten Zylinders und der ersten Kammer des zweiten Zylinders, so daß der Gegendruck sinkt und die von dem ersten Zylinder erzeugte Kraft beim Ausfahren des ersten Kolbens wegabhängig kontinuierlich zunimmt.
Hat der zweite Zylinder dagegen einen kleineren Durchmesser, so sinkt die von dem ersten Zylinder erzeugte Kraft bei einer Ausfahrbewegung kontinuierlich.
Vorzugsweise wird der Druck in der zweiten Kammer des zweiten Zylinders so geregelt, daß er stets gleich dem Gegendruck ist, d.h. dem Druck in der ersten Kammer des zweiten Zylinders und in der zweiten Kammer des ersten Zylinders.
Vorzugsweise ist der Anfangswert des Gegendrucks des ersten Zylinders einstellbar, wozu dessen zweite Kammer über einen Regler, an dem der Anfangswert des Gegendrucks einstellbar ist, mit der Quelle für Druckfluid verbindbar ist.
Die Erfindung ist beispielsweise anwendbar für eine Vorrichtung zur Ausgabe viskoser Massen, die in Aluminium-Kartuschen mit welliger Oberfläche enthalten sind. Bei der viskosen Masse
kann es sich beispielsweise um einen Klebstoff handeln. Bei der Ausgabe der Masse wird die Kartusche zusammengedrückt. Die dafür erforderliche Kraft ist um so größer, je weiter die Kartusche bereits zusammengedrückt ist. Um die viskose Masse mit zeitlich konstantem Volumenstrom auszugeben, ist es daher notwendig, die auf die Kartusche ausgeübte Kraft in Abhängigkeit von der Rest-Größe der Kartusche zu steuern, und zwar ansteigen zu lassen. Die Kartusche kann dazu in eine Ausgabevorrichtung eingelegt werden, in der sie durch den ersten Kolben &iacgr;&ogr; der erfindungsgemäßen Vorrichtung beaufschlagt wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, wobei
Fig. 1 ein Schaltbild der Drucksteuerung zeigt.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind ein erster oder Ausgabezylinder 10 und ein zweiter oder Steuerzylinder 2 0 parallel nebeneinander angeordnet. In dem Ausgabezylinder 10 läuft ein erster oder Ausgabekolben 12 mit einer Kolbenstange 14, der den Augabezylinder 10 in eine erste Kammer 16 und eine zweite Kammer 18 unterteilt, wobei die zweite Kammer 18 auf der Seite der Kolbenstange 14 liegt.
In entsprechender Weise läuft in dem Steuerzylinder 2 0 ein zweiter oder Steuerkolben 22 mit einer Kolbenstange 24, der den Steuerzylinder 2 0 in eine erste Kammer 26 und eine zweite Kammer 2 8 unterteilt, wobei die zweite Kammer 2 8 auf der Seite der Kolbenstange 24 liegt.
Die beiden Kolbenstangen 14, 24 sind außerhalb der Zylinder 10, 20 durch eine bei 30 angedeutete Verbindung gekoppelt, so daß sie sich nur synchron bewegen können.
Als Druckfluid dient Druckluft, die von einer Druckluftquelle 32 über ein Absperrventil 34, einen handbetätigten Schieber mit drei Stellungen und eine Drossel 38 mittels einer Leitung
40 in die erste Kammer 16 des Ausgabezylinders 10 geleitet wird. Mittels der Drossel 38 ist die Ausfahrgeschwindigkeit des Ausgabekolbens 12 einstellbar. Ein parallel liegendes Rückschlagventil 56 dient zum schnellen Entlüften der ersten Kammer 16 des Ausgabezylinders 10. Das Absperrventil 34 und der Schieber 36 sind in Fig. 1 in ihrer Sperrstellung gezeigt. Zur Durchleitung des Druckfluids werden beide so verschoben, daß eine Verbindung ,.zwischen den Anschlüssen 1 und 2 bzw. 1 und 4 besteht. Über eine zweite Leitung 42 ist die zweite Kammer 18 des AusgabeZylinders 10 mit der ersten Kammer 2 6 des Steuerzylinders 2 0 verbunden. Der Anfangswert des in diesen beiden Kammern 18, 2 6 und der zweiten Leitung 42 herrschenden Gegendrucks kann über ein zweites Absperrventil 44 und einen Gegendruck-Regler 46 eingestellt werden, der mittels einer dritten Leitung 4 8 mit dem Anschluß 2 des Schiebers 3 6 verbunden ist und der durch entsprechende Einstellung des Schiebers 36 mit der Druckluftquelle 32 verbindbar ist. In der dritten Leitung 48 befindet sich zwischen dem Gegendruckregler 46 und dem Anschluß 2 des Schiebers 3 6 ein Rückschlagventil 50, das Druckluft nur von der Druckluftquelle 32 zu dem Gegendruck-Regler 46 durchläßt.
Mittels eines Linear-Reglers 52, dessen Anschluß 2 mit der zweiten Kammer 28 des Steuerzylinders 20, dessen Steuersignal-Anschluß 4 mit der zweiten Leitung 42 und dessen Anschluß 1 über ein Rückschlagventil 54 und das Absperrventil 34 mit der Druckluftquelle 32 verbunden ist und dessen Anschluß 3 frei ist, wird der Druck in der zweiten Kammer 28 des Steuerzylinders 20 so geregelt, daß er gleich dem Druck in der ersten Kammer 26 des Steuerzylinders 2 0 und damit gleich dem Gegendruck im Ausgabezylinder 10 ist.
Für den Betrieb wird das erste Absperrventil 34 in seine Durchleitungsstellung gebracht. Der Schieber 36 wird so eingestellt, daß eine Verbindung zwischen den Anschlüssen 1 und 2 besteht, so daß sich der Gegendruck über den Gegendruck-Regler 46 und das zweite Absperrventil 44, das dazu in seiner Durch-
leitungsstellung steht, aufbauen kann, z.B. auf 2 bar. In dieser Stellung wird die erste Kammer 16 des Ausgabezylinders 10 über ein zur Drossel 38 parallel liegendes Rückschlagventil 56 und die Verbindung zwischen den Anschlüssen 4 und 3 des Schiebers 36 entlüftet. Die beiden Kolben 12, 22 fahren dadurch in ihre Ausgangsposition zurück, in der das Volumen der ersten Kammern 16, 26 minimal und das der zweiten Kammern 18, 28 maximal ist. Zum ,Ausfahren des Ausgabekolbens 12 wird der Schieber 3 6 in die Stellung gebracht, in der die Anschlüsse 1 und 4 verbunden sind, so daß Druckluft von beispielsweise 4 bar in die erste Kammer 16 des AusgabeZylinders 10 geleitet wird. Der Ausgabekolben 12 fährt dadurch aus (in Fig. 1 nach links) und schleppt in Folge der Kopplung 30 den Steuerkolben 22 mit. Das Volumen der zweiten Kammer 18 des AusgabeZylinders 10 verringert sichr"dadurch. Gleichzeitig vergrößert sich dadurch das Volumen der ersten Kammer 26 des Steuerzylinders 20. Da der Durchmesser des Steuerzylinders 2 0 größer ist als der des Ausgabezylinders 10 vergrößert sich das Gesamtvolumen dieser beiden über die zweite Leitung 42 verbundenen Kammern 18, 26, so daß der Gegendruck sinkt. Mit fortschreitender Ausfahrbewegung des Ausgabekolbens 12 steigt dadurch die von ihm erzeugte Kraft im Beispielsfall entsprechend einem resultierenden Druckanstieg von 2 auf 4 bar.
Da über den Linearregler 52 der Druck in beiden Kammern 26, 2 des Steuerzylinders gleichgehalten wird, erzeugt dieser Zylinder nahezu keine Kraft. Dadurch daß sich die zweite Kammer 28 auf der Seite der Kolbenstange 24 befindet ist die druckbeaufschlagte Fläche auf dieser Seite des Steuerkolbens 22 etwas kleiner, so daß der Steuerkolben 22 eine geringe in Ausfahrrichtung zeigende Kraft erzeugt. Diese Kraft dient jedoch lediglich der Überwindung der Reibung in beiden Zylindern 10, 2 beim Ausfahren der Kolbenstangen.
Zum Entlüften der Vorrichtung wird das erste Absperrventil 34 in seine Sperrstellung gebracht, der Schieber 36 in die Stellung, in der die Anschlüsse 1 und 2 bzw. 3 und 4 verbunden
sind, so daß die erste Leitung 40 entlüftet wird. Die zweite Leitung 42 wird dabei belüftet, die Kolbenstangen 14 und 24 eingefahren und die Kammern 18, 26 und 28 mit dem geregelten Anfangswert des Gegendrucks, z.B. 2 bar gefüllt. Wird bei Bedarf das zweite Absperrventil 44 in seine Entlüftungsstellung gebracht, wird die zweite Leitung 42 entlüftet.

Claims (4)

SCHUTZANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zur wegäbhängigen Steuerung der von einem
Kolben (12) erzeugten Kraft, wobei der Kolben in einem ersten Zylinder (10) läuft, der durch den Kolben (12) in eine erste und eine zweite Kammer (16, 18) unterteilt wird, und ein Druckfluid (32) in die erste Kammer (16) geleitet wird, gekennzeichnet durch
einen zweiten Zylinder (20), in dem ein zweiter Kolben (22) läuft und der durch den zweiten Kolben (22) ebenfalls in eine erste und eine zweite Kammer (26, 28) unterteilt wird;
eine Kopplung (30) der beiden Kolben (12, 22), so daß der zweite Kolben (22) von dem ersten Kolben (12) mitgeschleppt wird, und
- eine Leitung (42), die die zweite Kammer (18) des ersten Zylinders (10) mit der ersten Kammer (26) des zweiten Zylinders (20) verbindet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der zweiten Kammer (28) des zweiten Zylinders
(20) so geregelt wird, daß er stets gleich dem Gegendruck in der ersten Kammer (26) des zweiten Zylinders (20) und der zweiten Kammer (18) des ersten Zylinders (10) ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anfangswert des Gegendrucks in der zweiten Kammer (18) des ersten Zylinders (10) einstellbar ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des zweiten Zylinders (20) größer ist als der des ersten Zylinders (10), so daß der Gegendruck bei einer Ausfahrbewegung des ersten Kolben
(12) absinkt und dadurch die von dem Kolben (12) erzeugte Kraft kontinuierlich ansteigt.
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